Bài giảng Bài 46: Định luật sácLơ. Nhiệt độ tuyệt đối16564

Người soạn: … Ngày soạn: … Bài 46: ĐỊNH LUẬT SÁC-LƠ NHIỆT ĐỘ TUYỆT ĐỐI I − − II − − − − − Tiết: 67 Mục tiêu Về kiến thức: + Nêu trình đẳng tích phát biểu định luật Sác-Lơ + Vẽ đường đẳng tích hệ tọa độ (p,V) + Nêu nhiệt độ tuyệt đối gì? Về kĩ năng: Rèn luyện kĩ quan sát thí nghiệm kết hợp lí luận vật lý để đến nội dung định luật Vận dụng định luật Sác-Lơ để giải thích số tượng đời sống giải tập liên quan Thái độ: + Giúp học sinh hứng thú việc tìm tịi lĩnh hội tri thức, góp phần hình thành em niềm say mê lòng yêu khoa học + Giáo dục cho học sinh cẩn thận việc sử dụng dụng cụ thí nghiệm, trung thực khách quan việc thu thập, xử lí số liệu + Giúp học sinh có ý thức vận dụng hiểu biết vật lý vào đời sống Chuẩn bị: Giáo viên: Bộ dụng cụ thí nghiệm định luật Sác-Lơ Bảng kết thí nghiệm giấy A3 Làm thí nghiệm nhiều lần trước lên lớp Phiếu học tập Học sinh: Đọc III.Tiến trình dạy học Ổn định lớp Kiểm tra cũ: + Thế trình đẳng nhiệt? + Phát biểu nội dung định luật Bôi-Lơ – Ma-ri-ốt? + Biểu diễn đường đẳng nhiệt hệ tọa độ (p, V)?  Đặt vấn đề: Khi nhiệt độ T giữ khơng đổi áp suất P tỉ lệ nghịch với thể tích V Hãy dự đốn: Nếu giữ cho thể tích khơng đổ áp suất P nhiệt độ tuyệt đối T có mối quan hệ nào? Vào năm 1780 Sác-lơ (Jacques Charles, 1746-1823 nhà vật lý người Pháp) làm thí nghiệm để xem xét vấn đề sau: Nếu giữ nguyên thể tích làm thay đổi nhiệt độ của lượng khí áp suất khí thay đổi nào? Hôm ta mô lại thí nghiệm ơng để từ đến nội dung định luật mà ơng tìm ThuVienDeThi.com Hoạt động dạy học Hoạt động 1: Tìm hiểu trình đẳng tích Mơ lại thí nghiệm Sác-lơ, từ đến nội dung định luật Sác-lơ Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung Bài 30:  Hãy nhắc lại trạng thái  p,V,T lượng khí xác định đại lượng nào?  Gọi học sinh lên bảng viết  p1,V,T1 thông số trạng thái P2,V,T2 trạng thái trạng thái trong thể tích giữ không đổi?  Ở ta xét lượng khí tích khơng đổi Làm để tìm mối liên hệ định lượng áp suất nhiệt độ thể tích khơng đổi? Ta tiến hành khảo sát thí nghiệm  Bố trí giới thiệu dụng cụ thí nghiệm ĐỊNH LUẬT SÁCLƠ NHIỆT ĐỘ TUYỆT ĐỐI 1 Bố trí thí nghiệm 3 Dụng cụ hình vẽ: Áp kế Pit-tơng Xilanh 2 Thao tác thí nghiệm  Tiến hành thí nghiệm: Gỡ nút cao su đáy xi lanh, kéo pittông lên vị trí số (ứng với thể tích cm3) Sau đóng chặt nút cao su lại giữ cho thể tích khí bị ThuVienDeThi.com nhốt xi lanh khơng đổi Đặt xi lanh chứa khí vào cốc nước nhiệt kế vào cốc Ghi lại nhiệt độ áp suất ban đầu khí bình u cầu học sinh quan sát dự đoán tượng xảy ra? (Số áp kế số nhiệt kế có thay đổi khơng thay đổi nào?) Đun cốc nước lửa đèn cồn cho học sinh quan sát  Hãy cho biết sau thời gian đun số áp kế có thay đổi khơng, thay đổi nào?  Lấy nhiệt kế cho học sinh quan sát nhận xét nhiệt kế có thay đổi khơng thay đổi nào?  Trong thí nghiệm trên, nhận thấy thể tích khơng đổi nhiệt độ lượng khí tăng áp suất tăng ngược lại Nhưng liệu áp suất p có tăng tỉ lệ thuận với nhiệt độ không?  Treo bảng kết chuẩn bị yêu cầu học sinh quan sát P(105Pa) t(0C) 1,0 1,1 1,2 1,25 28 58 77 92  Dự đoán: Số áp nhiệt kế tăng.Hoặc học sinh dự đốn nhiệt độ tăng, áp suất giảm  Tăng  Cũng tăng p t 332,23 332,33 342,86 342,47  Sai số tỉ đối trường hợp bao nhiêu? - Nhắc lại: Công thức sai số tỉ đối giá trị A là: A A  A A max  A Trong đó: A  sai số tuyệt đối ThuVienDeThi.com 3 Kết thí nghiệm -Số áp kế tăng số nhiệt kế tăng A1  A  A n n giá trị trung bình A p 342,86 - 332, 23 ( )   5,31 t A  Sai số tỉ đối nhỏ nên ta xem p số t p = số hay viết t p  B () t Trong B số phụ thuộc vào lượng khí mà ta xét  Xét phạm vi biến thiên nhiệt độ rộng mà nhiều nhà Vật lý học làm thừa p  B với t nhận t  Cho nhiệt độ biến đổi từ 00C đến t0C t  t   t (1)  Độ biến thiên áp suất tương ứng: p  p  p (2) p p0 áp suất nhiệt độ t0C 00C  Từ (1), (2) () tìm cơng thức xác định p?  Sác-lơ làm thí nghiệm với nhiều loại chất khí khác nhau, số mol khí khác nhau, ơng nhận thấy B khơng phụ thuộc vào loại khí, p0 không phụ thuộc vào số mol 332, 23  332,33  342,86  = 337, 47 Sai số tỉ đối: p 5,315 ( )   1,57% t 337, 47 p  p0 B t  p=(Bt + p0) B  p=p0(1+ t) p0 ThuVienDeThi.com B độ -1  p0 273 gọi hệ số tăng áp đẳng tích Biểu thức viết lại: p=p0(1+  t)  Đây hệ thức định luật Sác-lơ  Hãy phát biểu đầy đủ nội dung định luật Sác-lơ khí Ơng đặt  Trong q trình thí nghiệm, có đặc điểm phải lưu ý?  Q trình biến đổi trạng thái khí thể tích khơng đổi gọi gì?  Vậy q trình đẳng tích? Định luật Sác-lơ -Với lượng khí tích khơng đổi áp suất p phụ thuộc vào nhiệt độ t khí sau: p=p0(1+  t)  có giá trị chất khí, nhiệt độ độ-1 273  gọi hệ số tăng áp đẳng tích 5 Q trình đẳng tích  Với lượng khí tích khơng đổi áp suất p phụ thuộc vào nhiệt độ t khí sau: p=p0(1+  t)  có giá trị chất khí, nhiệt độ độ-1 273  gọi hệ số tăng áp đẳng tích  V=const  Quá trình đẳng tích  Là q trình biến đổi trạng thái khí thể tích khơng đổi ThuVienDeThi.com -Q trình đẳng tích q trình biến đổi trạng thái khí thể tích khơng đổi Hoạt động 2: Tìm hiểu khí lí tưởng khái niệm nhiệt độ tuyệt đối Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung Khí lí tưởng  Các chất khí Oxi, Nitơ, Cacbonic chất khí tồn tự nhiên gọi la khí thực Các khí tuân theo gần định luật Bôi-Lơ – Ma-ri-ốt Sác-lơ Tức giá trị p tích p.V thương thay T đổi theo chất nhiệt độ áp suất Chính người ta đưa khái niệm khí lí tưởng để có mơ hình chung cho chất khí -Khí lí tưởng khí tuân theo  Kết hợp sách giáo khoa  Khí lí tưởng khí tuân theo định luật Bôi-lơ định luật định nghĩa khí lí tưởng theo – ma-ri-ốt Sác-lơ Bơi-lơ – ma-ri-ốt Sác-l quan điểm vĩ mô? Nhiệt độ tuyệt đối  Xét nhiệt độ 1 1 t  273  t  273    1  p=p0(1+  ( ))=0  Áp dụng định luật Sác-lơ  tính giá trị áp suất p?  p=0 khơng thể đạt Vì ta gọi -2730C nhiệt độ thấp đạt gọi không độ tuyệt đối -Khái niệm không độ tuyệt  Người ta coi nhiệt độ  Gọi học sinh nhắc lại độ đối: -2730C nhiệt độ thấp không tuyệt đối Người ta coi nhiệt độ đạt gọi 0C nhiệt độ thấp -273 không độ tuyệt đối đạt gọi không độ tuyệt đối  Ken-vin đề xuất nhiệt giai mang tên ông: Trong nhiệt giai Ken-vin khoảng cách nhiệt độ ken-vin (kí hiệu K) khoảng cách 10C Khơng độ tuyệt đối (0K) ứng với nhiệt độ -2730C -Công thức thể mối liên  Nêu công thức thể mối  T= t + 273 hệ nhiệt độ T liên hệ nhiệt độ T nhiệt giai Ken-vin nhiệt nhiệt giai Ken-vin nhiệt độ t nhiệt giai độ t nhiệt giai ThuVienDeThi.com Xen-xi-út?  Nhiệt độ đo nhiệt giai Ken-vin gọi nhiệt độ tuyệt đối  Hãy viết lại hệ thức  Ta có T= t + 273 định luật Sác-lơ theo nhiệt độ  t = T-273 vào hệ thức ken-vin T? định luật Sác-lơ p=p0(1+  t), được: p  p (1  (T  273)) 273 T  p  p (1   1) 273 T  p0 273 T  p  p0 273  Xen-xi-út là: T= t + 273 -Khái niệm nhiệt độ tuyệt đối: Nhiệt độ đo nhiệt giai Ken-vin gọi nhiệt độ tuyệt đối p p0  T 273 p số 273 lượng khí xác định Nên biểu thức viết lại là: p p p = số   T T1 T2  Đây dạng khác hệ thức định luật Sác-lơ  Từ có nhận xét mối quan hệ p T?  p tỉ lệ thuận với T ThuVienDeThi.com -Dạng khác hệ thức định luật Sác-lơ: p = số T p p hay  T1 T2 Hoạt động 3: Tìm hiểu dạng đường đẳng tích hệ tọa độ (p,T) Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung Đường đẳng tích  p=T.hằng số có dạng hàm  y=ax số nào?  Đường thẳng qua gốc tọa  Đồ thị hàm số có độ dạng nào?  Tương tự ta có đồ thị p=T.hằng số: p V1 V1